[發(fā)明專利]一種故障安全的二乘二取二裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210320228.X
• 申請(qǐng)日: 2012-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102830647A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙雅囡;雷志軍;朱愛(ài)華;薄云覽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/048
• 分類號(hào): G05B19/048
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;曲鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，尤其涉及一種故障安全的二乘二取二裝置。

背景技術(shù)

目前的軌道交通地面控制設(shè)備采用二乘二取二結(jié)構(gòu)，也就是兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各有兩個(gè)CPU，并且所有結(jié)構(gòu)和配件完全相同，兩套系統(tǒng)之間采取雙機(jī)熱備份，在兩個(gè)系統(tǒng)中各采用一臺(tái)CPU的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，輸出一致就發(fā)出這個(gè)結(jié)果；二乘二取二結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性和可用性。

現(xiàn)有系統(tǒng)中，如果哪套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，只能由軟件進(jìn)行處理；兩套系統(tǒng)中的主控模塊沒(méi)有嚴(yán)格的同步機(jī)制；二取二功能由軟件通過(guò)以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)并比較實(shí)現(xiàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的二取二功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)二乘二取二裝置的硬件故障安全。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種故障安全的二乘二取二裝置，包括：

兩套系統(tǒng)及切換面板，所述兩套系統(tǒng)均連接所述切換面板；所述切換面板用于控制兩套系統(tǒng)中的一套作為主系統(tǒng)，另一套作為備系統(tǒng)；

各套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：

系統(tǒng)總線；

主控子系統(tǒng)、記錄子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)，三個(gè)子系統(tǒng)間通過(guò)所述系統(tǒng)總線通信；

安全看門狗模塊，與所述主控子系統(tǒng)相連，并連接所述切換面板；還連接在所述通信子系統(tǒng)的接口電源上，用于接通或斷開所述通信子系統(tǒng)的接口電源。

進(jìn)一步地，所述安全看門狗模塊通過(guò)繼電器打開或者關(guān)閉通信子系統(tǒng)的接口電源。

進(jìn)一步地，所述主控子系統(tǒng)包括主控模塊；所述主控模塊包括電氣隔離的第一通道和第二通道，每個(gè)通道各包括一個(gè)協(xié)處理器COP和一個(gè)中央處理器CPU，每個(gè)通道的CPU各輸出一路使能信號(hào)給所述安全看門狗模塊、每個(gè)通道的CoP各輸出一路脈沖信號(hào)給所述安全看門狗模塊；

所述安全看門狗模塊只有當(dāng)本套系統(tǒng)的主控模塊中兩個(gè)通道輸出的使能信號(hào)及脈沖信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，才接通本套系統(tǒng)中通信子系統(tǒng)的接口電源；若有至少任一個(gè)通道的使能信號(hào)或脈沖信號(hào)無(wú)效，則斷開本套系統(tǒng)中通信子系統(tǒng)的接口電源。

進(jìn)一步地，所述主控模塊中第一通道的COP和第二通道的COP之間完成同步定時(shí)，完成后各COP分別給本通道的CPU提供同步信號(hào)；

各通道中的CPU根據(jù)所述同步信號(hào)進(jìn)行周期調(diào)度。

進(jìn)一步地，一套系統(tǒng)主控模塊中第一通道的COP和另一套系統(tǒng)主控模塊中第一通道的COP完成同步定時(shí)，一套系統(tǒng)主控模塊中第二通道的COP和另一套系統(tǒng)主控模塊中第二通道的COP完成同步定時(shí)。

進(jìn)一步地，所述通信子系統(tǒng)包括接口模塊，所述接口模塊包括電氣隔離的第一通道和第二通道，每個(gè)通道各包括一個(gè)協(xié)處理器COP和一個(gè)中央處理器CPU；

主控模塊中第一通道的COP還用于和本系統(tǒng)的接口模塊第一通道的COP完成同步定時(shí)；

主控模塊第二通道的COP還用于和本系統(tǒng)的接口模塊第二通道的COP完成同步定時(shí)。

進(jìn)一步地，各所述接口模塊中兩個(gè)通道的CPU用于以握手方式完成同步，以同時(shí)進(jìn)入周期循環(huán)。

進(jìn)一步地，主控模塊和接口模塊輸出數(shù)據(jù)時(shí)，第一通道的CPU和第二通道的CPU分別將本周期要輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給本通道的COP；

兩個(gè)通道的COP交換所收到的數(shù)據(jù)，并將從CPU接收的數(shù)據(jù)和交換時(shí)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行按位表決，將表決結(jié)果返回給本通道的CPU；

各通道的CPU當(dāng)所述表決結(jié)果為一致時(shí)使能本通道的COP發(fā)送本周期要輸出的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，主控模塊和接口模塊中的各通道還各包括一接口；

CPU使能本通道的COP發(fā)送本周期要輸出的數(shù)據(jù)是指：

CPU使能本通道的COP發(fā)送本周期要輸出的數(shù)據(jù)給本通道的接口，由本通道的接口輸出數(shù)據(jù)給外部。

本發(fā)明的技術(shù)方案采用基于硬件看門狗的故障安全機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了故障安全功能；其優(yōu)化方案采用定時(shí)同步機(jī)制，兩套系統(tǒng)內(nèi)主控模塊和接口模塊內(nèi)的CPU同步執(zhí)行；其另一優(yōu)化方案由COP協(xié)助CPU完成嚴(yán)格的表決；從而避免了原有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)固有故障安全、各模塊不同步、表決不嚴(yán)格的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例一的故障安全的二乘二取二裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是實(shí)施例一的故障安全的二乘二取二裝置中單套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是單套系統(tǒng)中主控子系統(tǒng)和安全看門狗模塊的控制示意圖；

圖4是單套系統(tǒng)中主控子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)的同步示意圖；

圖5是單套系統(tǒng)的模塊中兩通道CPU的同步示意圖；

圖6是與安全相關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式